位相シフトプロフィロメトリにおける非ヌスソイドゲーティングフリンジの効率的な位相エラー自己補償アルゴリズム

位相シフト法は、フリンジ投影プロフィロメトリーで広く使用されています。グレーティングプロジェクション測定システムで使用されるデジタルライトプロジェクターとカメラの両方は、非線形の機器であるため、カメラを使用して撮影された格子フリンジは、3次元測定誤差につながる適切な正弦波特性を持たないためです。ダブルステップの位相シフト方法は、位相誤差を大幅に減らすことができることを証明していますが、グレーティングフリンジの数は2倍になり、測定効率に影響します。この論文では、効率的な位相エラーの自己補償アルゴリズムを提示します。初期ラップフェーズを2番目のラップフェーズに変換し、初期フェーズと2番目のラップフェーズを統合して位相エラーを減らします。利点は、測定精度が投影フリンジの数を増やすことなく、二重ステップ位相シフト法の精度に近いことです。同時に、測定時間が短くなり、測定効率が改善されます。提案されたアルゴリズムを詳細に詳しく説明し、それを従来のシングルステップ位相シフト法およびダブルステップ位相シフト方法と比較しました。最後に、提案されたアルゴリズムを利用して、さまざまなオブジェクトを測定します。結果はその有効性を証明しています。

The phase-shifting method is widely used in fringe projection profilometry. Since both the digital light projector and camera used in a grating projection measurement system are nonlinear pieces of equipment, the grating fringes captured by using the camera do not have a good sinusoidal property, which leads to a three-dimensional measurement error. Although the double-step phase-shifting method has proved that the phase error can be reduced to a large extent, the number of grating fringes is doubled, which affects the measurement efficiency. In this paper, we present an efficient phase error self-compensation algorithm. It transforms the initial wrapped phase into a second wrapped phase and integrates the initial and second wrapped phases to reduce the phase error. The advantage is that the measurement accuracy is close to that of the double-step phase-shifting method without increasing the number of projection fringes; at the same time, the measurement time is shortened, and the measurement efficiency is improved. We have elaborated the proposed algorithm in detail and compared it with the traditional single-step phase-shifting method and the double-step phase-shifting method. Finally, we utilize the proposed algorithm to measure different objects. The results prove its effectiveness.